深圳地鐵9號(hào)線是國(guó)內(nèi)首條全線采用預(yù)埋滑槽技術(shù)的地鐵線路，6個(gè)區(qū)域68處下穿建筑群，7次下穿地鐵和鐵路既有線，4處下穿水體，5處下穿高架橋需進(jìn)行立交橋樁基托換……被稱為“天下第一難”地鐵工程。來(lái)看看它的三大創(chuàng)新技術(shù)成就。
隨著首發(fā)列車從紅樹(shù)灣南站開(kāi)出，深圳地鐵9號(hào)線正式開(kāi)通運(yùn)營(yíng)，這是國(guó)內(nèi)首條全線采用預(yù)埋滑槽技術(shù)的地鐵線路，比原計(jì)劃提前兩個(gè)月開(kāi)通。
6個(gè)區(qū)域68處下穿建筑群，7次下穿地鐵和鐵路既有線，4處下穿水體，5處下穿高架橋需進(jìn)行立交橋樁基托換，同時(shí)面臨疊線隧道，沿線重大風(fēng)險(xiǎn)源多，協(xié)調(diào)及施工難度大，工程風(fēng)險(xiǎn)高……這就是號(hào)稱“天下第一難”的深圳地鐵9號(hào)線工程。
難度面前，項(xiàng)目施工方中國(guó)建筑工程總公司引入最先進(jìn)的“預(yù)埋滑槽”技術(shù)，開(kāi)創(chuàng)地下施工與地表生態(tài)同時(shí)修復(fù)的施工模式，在充分保護(hù)生態(tài)體系的同時(shí)，成功解決了世界級(jí)的地鐵施工難題。
今天“埋”下明天事
據(jù)中國(guó)建筑董事長(zhǎng)官慶介紹，深圳地鐵9號(hào)線全長(zhǎng)25.46公里，西起南山區(qū)深圳灣，經(jīng)過(guò)福田區(qū)北部，止于羅湖區(qū)文錦路，是一條連接紅樹(shù)林旅游區(qū)、下沙辦公區(qū)、梅林居住區(qū)以及萬(wàn)象城、東門繁華商業(yè)區(qū)，有效緩解中心區(qū)交通壓力的重要局域線。
“預(yù)埋滑槽技術(shù)是指在管片預(yù)制過(guò)程中將C型槽鋼預(yù)埋在混凝土管片中，后期機(jī)電安裝時(shí)通過(guò)T型螺栓將電纜、管線、設(shè)備等固定在盾構(gòu)管片上，能大大減少對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞，節(jié)省安裝時(shí)間。”中建南方投資有限公司總工程師李繼超說(shuō)。
李繼超介紹，既往的地鐵工程施工中，基本上采用的是先混凝土澆注，形成隧道兩側(cè)混凝土墻壁及頂部后，再進(jìn)行剔槽、打洞進(jìn)行橋架、管道、及線纜安裝。不僅造成人力、物力的極大浪費(fèi)，而且管道、線路錯(cuò)落不齊、雜亂交織，為后期運(yùn)營(yíng)的管理與維護(hù)帶來(lái)極大困難。采用預(yù)埋滑槽技術(shù)，僅后期維護(hù)費(fèi)用一年就可節(jié)省40%。
事實(shí)上，1931年，預(yù)埋滑槽技術(shù)在國(guó)外已開(kāi)始應(yīng)用，國(guó)內(nèi)在高鐵、火車站、核電廠等領(lǐng)域也有使用。但在地鐵線路上，深圳地鐵集團(tuán)可謂第一個(gè)“吃螃蟹”的人，經(jīng)過(guò)多次專家論證后，在2013年即果斷決定在9號(hào)線盾構(gòu)隧道約2.2萬(wàn)環(huán)管片內(nèi)全部采用預(yù)埋滑槽技術(shù)。
“我們?cè)?號(hào)線全線盾構(gòu)區(qū)間應(yīng)用預(yù)埋滑槽技術(shù)后，在全國(guó)引起了強(qiáng)烈反響，蘭州地鐵、杭州地鐵、寧波地鐵以及香港地鐵等多家同行來(lái)參觀、交流，共同探討預(yù)埋技術(shù)的發(fā)展前景以及改進(jìn)方向等?！鄙钲诘罔F集團(tuán)建設(shè)總部工程師張中安說(shuō)，目前，已有蘭州地鐵、上海地鐵、長(zhǎng)沙地鐵等開(kāi)始應(yīng)用此技術(shù)，大有“星星之火、可以燎原”之勢(shì)。
悄悄穿越萬(wàn)家燈火
在施工進(jìn)行到9號(hào)線大劇院到鹿丹村區(qū)間時(shí)，中國(guó)建筑遇到了地鐵施工的世界級(jí)難題——地鐵隧道要從濱苑小區(qū)5棟建于上個(gè)世紀(jì)80年代的住宅樓下通過(guò)。
這5棟7層高的樓房下，密布著137根樁基。它們必須侵入隧道。按照初步設(shè)計(jì)，在正式穿越濱苑小區(qū)前，需先將5棟樓房拆除。但經(jīng)5次工期推延后拆遷工作仍未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。截止到2014年7月下旬動(dòng)工前，5棟樓房?jī)?nèi)仍有25戶居民居住。
“在迫不得已的情況下，深圳市政府原則同意在未拆除地面建筑物、不空樓的條件下切除137根樁基，這在國(guó)內(nèi)也是從未遇到過(guò)的?！敝袊?guó)建筑南方投資有限公司副總經(jīng)理李饗民說(shuō)。
地上生活依舊，地下卻要鐵龍穿行。經(jīng)過(guò)專家論證，中國(guó)建筑最終確定“自動(dòng)化監(jiān)測(cè)”+“切樁掘進(jìn)”+“必要時(shí)空樓”避險(xiǎn)的方案。為了應(yīng)對(duì)穿越中復(fù)雜的地質(zhì)條件和確保順利切樁，采用兩臺(tái)加拿大進(jìn)口的泥土加壓平衡式盾構(gòu)機(jī)，并對(duì)刀盤和刀具進(jìn)行了詳細(xì)的改造和重新布置。
2014年11月17日，正式開(kāi)始切樁施工?！白疃嗝凯h(huán)切樁6根，即每環(huán)管片上方最多同時(shí)有6根樁基。為保證切樁通過(guò)后，樁基不會(huì)導(dǎo)致管片變形過(guò)大，中國(guó)建筑提出盾構(gòu)切樁段所有盾構(gòu)管片均采用鋼管片?！崩铕嬅窠榻B，濱苑小區(qū)9號(hào)至13號(hào)樓下方共使用了62環(huán)這種特殊鋼管片，此種管片承載力好，能保證切樁后上方樁基的安全和管片的持續(xù)使用。
“歷經(jīng)22天的掘進(jìn)，2014年12月8日，盾構(gòu)機(jī)成功切除137根房屋樁基，順利穿越濱苑小區(qū)這一建筑群。其成功穿越，填補(bǔ)了盾構(gòu)施工大規(guī)模切割穿越居民樓樁群基礎(chǔ)的空白，這也是深圳乃至全國(guó)地鐵施工領(lǐng)域首次在極端條件下密集穿越建筑物樁基的成功案例?！北M管已經(jīng)過(guò)去將近2年，但回憶那段經(jīng)歷，張中安依然捏了把汗。
最“舒適”的環(huán)保列車
“9號(hào)線的生態(tài)鏈不僅表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、施工等過(guò)程中，9號(hào)線的列車也是生態(tài)環(huán)保的。列車上的空調(diào)機(jī)組全部采用變頻控制技術(shù)，制冷量可自動(dòng)進(jìn)行等級(jí)調(diào)節(jié)?！睆堉邪舱f(shuō)。
地鐵9號(hào)線列車由中車長(zhǎng)客公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)，采用了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的控制系統(tǒng)，確保列車運(yùn)行的安全性，同時(shí)采取了空調(diào)變頻控制技術(shù)等新工藝，提升了乘坐舒適性。
中車長(zhǎng)客公司相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人表示，安全性是設(shè)計(jì)地鐵列車時(shí)最優(yōu)先考慮的因素，此次為深圳量身訂制的兩款地鐵列車，全部采用了國(guó)內(nèi)最寬敞大方的A型鋁合金車體，6輛編組模式，最高時(shí)速每小時(shí)80公里。其牽引和網(wǎng)絡(luò)控制是地鐵列車的最核心技術(shù)。地鐵9號(hào)線列車全部采用中車長(zhǎng)客自主研發(fā)的CW4000型轉(zhuǎn)向架，它是目前國(guó)內(nèi)最成熟的轉(zhuǎn)向架產(chǎn)品。列車所采用的控制和管理系統(tǒng)（TCMS）可以將列車的通信管理、控制與故障診斷、信息顯示和事件記錄等功能融為一體。這樣可以隨時(shí)監(jiān)控車輛的運(yùn)行情況，系統(tǒng)具備完備的故障自診斷和冗余切換功能。
“此外，地鐵9號(hào)線列車上的空調(diào)機(jī)組全部采用變頻控制技術(shù)，不僅能夠減小室內(nèi)溫度波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)客室及司機(jī)室內(nèi)更高的舒適度，還節(jié)約能源、避免浪費(fèi)。而且每臺(tái)機(jī)組內(nèi)安裝有兩臺(tái)光離子空氣凈化裝置。”張中安說(shuō)。
說(shuō)到節(jié)能環(huán)保，9號(hào)線工程在國(guó)內(nèi)地鐵建設(shè)中首次引入光導(dǎo)管技術(shù)，車站公共區(qū)域充分引入自然光，在地下空間營(yíng)造自然景觀，大大減少了燈具數(shù)量及降低照明用電，環(huán)保節(jié)能。
地鐵9號(hào)線還采用集中供冷技術(shù)，減少了冷卻塔建設(shè)用地，以及其對(duì)熱環(huán)境污染和周邊居民的噪聲影響等。比如，園嶺站“一拖五”集中冷站，采用“無(wú)觸點(diǎn)邏輯”控制技術(shù)，此技術(shù)在全國(guó)地鐵列車首次大范圍使用，解決了傳統(tǒng)車輛的多種電路隱患。
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